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1、一、一、问答题（回答要点，并简明扼要作解释。每小题问答题（回答要点，并简明扼要作解释。每小题 4 分，共分，共 20 分）分）1 有一台三相异步电动机，正常运行时为有一台三相异步电动机，正常运行时为接法，在额定电压接法，在额定电压 UN下启动时，其启下启动时，其启 动转矩动转矩 Tst=1.2TN(TN为额定转矩为额定转矩)，若采用，若采用 Y-换接启动，试问当负载转矩换接启动，试问当负载转矩 TL=35%TN时，电动机能否启动？为什么？时，电动机能否启动？为什么？采用 Y-换接启动时，启动转矩故LNNNststYTTTTTT35. 04 . 02 . 131 31能够启动。2 试说明下图中几
2、种情况下系统的运行状态是加速？减速？还是匀速？（图中箭头试说明下图中几种情况下系统的运行状态是加速？减速？还是匀速？（图中箭头 方向为转矩的实际作用方向）方向为转矩的实际作用方向）图（a）所示为加速 图（b）所示为减速 图（c）所示为减速 图（d）所示为减 速3 对电动机的启动转矩有哪些主要要求？对电动机的启动转矩有哪些主要要求？启动转矩大，电流小，平滑，安全可靠，简单方便，功耗小4 直流他励电动机启动时，若加上励磁电流前就把电枢电压加上，这时会产生什么直流他励电动机启动时，若加上励磁电流前就把电枢电压加上，这时会产生什么 后果（试从后果（试从 TL=0 和和 TL=TN两种情况加以说明）？两
3、种情况加以说明）？TL=0 时飞车，TL=TN时电枢电流很大。5 单相异步电动机为什么没有启动转矩？常采用哪些方法启动？单相异步电动机为什么没有启动转矩？常采用哪些方法启动？因为单相交流电产生脉动磁场，不产生旋转磁场，所以，常采用电容分相式和0stT罩极式两种启动方法。6 电流截止负反馈的作用是什么？试画出其转速特性电流截止负反馈的作用是什么？试画出其转速特性 n=f (Ia)，并加以说明；转折点，并加以说明；转折点 电流电流 I0，堵转电流，堵转电流 Ia0，比较电压，比较电压 Ub如何选？如何选？作用是当电动机严重过载时，人为地造成“堵转” ，防止电枢电流过大而烧坏电动机。 转速特性如图所
4、示。I0以前为稳定运行的硬特性区；I0以后为软特性，n 迅速下降，而Ia 确增加不多，起到了“限流”作用。其中：I0=KIaN=1.35IaN,Ia0=(22.5)IaN,UbKIaNR- Ub07 如下图所示，曲线如下图所示，曲线 1 和和 2 分别为为电动机和负载的机械特性。试问：电动机能否分别为为电动机和负载的机械特性。试问：电动机能否 在在 A 点稳定运行？为什么？点稳定运行？为什么？能，因为当 nnA 时，TMTL8 有静差调节系统和无静差调节系统的含义是什么？有静差调节系统和无静差调节系统的含义是什么？依靠被调量（如转速）与给定量之间的偏差来进行调节，使被调量接近不变，但又必 须具
5、有偏差（即U0）的反馈控制系统，即有静差调节系。该系统中采用比例调节 器。依靠偏差进行调节，使被调量等于给定量（即U=0）的反馈控制系统，即无静差调 节系统。该系统中采用比例积分调节器。9 何谓恒转矩调速和恒功率调速？何谓恒转矩调速和恒功率调速？在调速过程中维持转矩不变的调速，叫恒转矩调速；在调速过程中维持功率不变的调 速，叫恒功率调速。10如下图所示，图中各物理量的方向均是实际方向，试在圆内标明哪些作发电机如下图所示，图中各物理量的方向均是实际方向，试在圆内标明哪些作发电机 （标（标 G）运行？哪些作电动机（标）运行？哪些作电动机（标 M）运行？）运行？图（a）所示为 G 图（b）所示为 G
6、 图（c）所示为 M 图（d）所示为 M12何谓整流器？何谓逆变器？何谓有源逆变器？何谓无源逆变器：试用简单电路图何谓整流器？何谓逆变器？何谓有源逆变器？何谓无源逆变器：试用简单电路图 说明无源逆变器的工作原理。说明无源逆变器的工作原理。将交流电变成直流电的装置，称为整流器，反之称为逆变器；把直流电逆变为同频率 的交流电反馈到电网去，称为有源逆变器；把直流电逆变为某一频率或可变频率的交 流电供给负载，则称为无源逆变器，无源逆变器的工作原理如下图所示。13为什么直流电动机直接启动电流很大？为什么直流电动机直接启动电流很大？因 U=E+IR，启动时 E=0，电枢加上额定电压，而电枢电阻很小，故很大
7、。aN stRUI14积分调节器为什么能消除静态误差？积分调节器为什么能消除静态误差？只要系统受到干扰时出现偏差，U0，积分器就开始积分，它的输出使被调量变化， 力图恢复受干扰前的数值，当完全恢复后，U=0 时，积分调节器能维持此过程中积 分的数值，所以可消除静差。15什么叫调速范围？什么叫静差度？这两项静态指之间有何关系？什么叫调速范围？什么叫静差度？这两项静态指之间有何关系？调速范围是指电动机在额定负载下最高转速和最低转速之比，即 D=nmax/nmin ；静差率是指负载由理想空载转速到额定负载甩对应的转速降落与理想空载转速之比，即 S=n/n0。D 与 S 之间是相互关联的，调速范围是指
8、在最低转速时还能满足给定静差率的转速可 调范围；对静差率要求越小，允许的调速范围也越小。16有一台三相异步电动机，正常运行时为有一台三相异步电动机，正常运行时为接法，在额定电压接法，在额定电压 UN下启动时，其下启动时，其 Tst=1.2TN,若采用若采用 Y-换接启动，试问当负载转矩换接启动，试问当负载转矩 TL=45%TN时，电动机能否启动？时，电动机能否启动？ 为什么？为什么？采用 Y-换接启动时，启动转矩，LNNNststYTTTTTT45. 04 . 02 . 131 31所以不能启动。17一般同步电动机为什么要采用异步启动法？一般同步电动机为什么要采用异步启动法？由于一般同步电动机
9、的电源频率高（f=50Hz）,转子有惯性，来不及被定子的旋转磁场 所吸引，所以没有启动转矩。故要采用异步启动法。二、二、计算题计算题1 有一直流电动机脉宽调速系统（有一直流电动机脉宽调速系统（PWM-M） ，若外加电压，若外加电压 U（E）=100V，脉冲频率，脉冲频率 f=4000Hz，在脉冲周期内全导通时的理想空载转速，在脉冲周期内全导通时的理想空载转速 n01=1000r/min,如果要求电动机如果要求电动机 的理想空载转速的理想空载转速 n02=400r/min,问：此系统在一脉冲周期内的导通时间（脉冲宽度）问：此系统在一脉冲周期内的导通时间（脉冲宽度） T1应是多少？应是多少？因，且
10、) 12(savUUfTTT11即12121 0102fTnn UUsav故msmsfnnnT175. 010004000210004001000 2010201 12有一电炉，其电阻有一电炉，其电阻 R=14.85，为了调节加热温度，用一只晶闸管控制，供电电路为单，为了调节加热温度，用一只晶闸管控制，供电电路为单相半波可控整流电路，接在电压相半波可控整流电路，接在电压的交流电源上，试求：的交流电源上，试求：tVusin22022 绘出可控整流电路图； 当控制角时，求加在电炉上的电压平均值 Ud；60VVUUd25.74260cos122045. 02cos145. 02 当控制角时，求通过电
11、炉的电流平均值 Id。60AARUId d585.14/25.743有台直流他励电动机，其铭牌数据为：。试求：min,/1500,220,5 . 5rnVUUkWPNfNN2 . 0, 8 . 0aR 额定转矩 TN；mNmNnPTNN N351500105 . 555. 955. 93 额定电枢电流 IaN；AAUPINN aN25.312208 . 0105 . 53 额定电枢电流时的反电势；VVRIUEaaNN75.2132 . 025.31220 直接启动时的启动电流；AARUIaN st11002 . 0 220 若使启动电流为三倍的额定电流，则电枢应串入多大的启动电阻？此时的启动转
12、矩为 多少？因aN adaN stIRRUI3故 15. 22 . 025.313220 3a aNN adRIUR则aNstesttstInEIKIKT355. 955. 9mNmN6 .12725.313150075.21355. 94某一调速成系统在高速时的理想空载转速某一调速成系统在高速时的理想空载转速 n01=1450r/min,低速时的理想空载转速低速时的理想空载转速 n02=100r/min,额定负载时转速降额定负载时转速降nN=50r/min。 画出该系统的静特性； 求出调速范围 D 和低速时系统的静差度 S2；28501005014500201minmaxNN nnnn nn
13、D5 . 010050022nnSN nmax与 S2一定时，扩大调速范围的方法是什么？调速系统中应采取什么措施保证转速 的稳定性？由可知，在与一定时，扩大调速范围的方法是减少，调速22max 1SnSnDNmaxn2SNn系统应采用由转速负反馈组成的闭环系统。 5有一直流电动机脉宽调速系统（有一直流电动机脉宽调速系统（PWM-M） ，若外加电源电压，若外加电源电压 U（E）=110V，脉冲频率，脉冲频率 f=5000Hz,在脉冲周期内全导通时的理想空载转速在脉冲周期内全导通时的理想空载转速 n01=1600r/min,如要电动机的理想空载转如要电动机的理想空载转 速速 n02=800r/mi
14、n,问：此系统在一脉冲周期内的导通时间（脉冲宽度）问：此系统在一脉冲周期内的导通时间（脉冲宽度）T1应是多少？应是多少？因，且) 12(savUUfTTT11即12121 0102fTnn UUsav故msmsfnnnT15. 016005000210008001600 2010201 16某一调速系统在高速时的理想空载转速某一调速系统在高速时的理想空载转速 n01=1850r/min,低速时的理想空载转速低速时的理想空载转速 n02=150r/min,额定负载时的转速降额定负载时的转速降nN=50r/min.。 求出调速范围 D 和低速时系统的静差度 S2；18501505018500201
15、minmaxNN nnnn nnD31 15050022nnSN 写出系统的调范围 D、静差度 S2，最高转速 nmax和转速降nN四者之间的关系；22max 1SnSnDN 画出该系统的静特性； 在 nmax与 S2一定时，扩大调速范围的方法是什么？在与一定时，扩大调速范围的方法是减少maxn2SNn7. 有一电阻炉，其电阻有一电阻炉，其电阻 R=29.7，为了调节加热温度，用晶闸管组成单相半控桥式可控整，为了调节加热温度，用晶闸管组成单相半控桥式可控整流电路控制，接在电压流电路控制，接在电压的交流电源上，试求：的交流电源上，试求：tVusin22022 绘出可控整流电路图； 当控制角时，求
16、加在电炉上的电压平均值 Ud；60VVUUd5 .148260cos12209 . 02cos19 . 02 当控制角时，求通过电炉的电流平均值 Id。60AARUId d57 .295 .1488有台直流他励电动机，如图所示，其铭牌数据为：有台直流他励电动机，如图所示，其铭牌数据为：，VUUkWPfNN220,5 . 5试求：试求：110,2 . 0, 8 . 0min,/1500faNRRrn 额定励磁电流 IfN；AARUIff fN2110220 励磁功率 Pf；WWIUPfNff4402220 额定转矩 TN；mNmNnPTNN N35150010005 . 555. 955. 9
17、额定电枢电流 IaN；AAUPINN aN25.312208 . 010005 . 5 额定电枢电流时的反电势；75.2132 . 025.31220VRIUEaaNN 直接启动时的启动电流；AARUIaN st11002 . 0 220 若使启动电流为三倍的额定电流，则电枢应串入多大的启动电阻？AAIIaN75.9325.3133因ARV RRUIadadaN75.932 . 0 220故15. 2adR9有一直流电动机脉宽调速系统（PWM-M） ，若外加电源电压 U（E）=220V，脉冲频率 f=2000Hz,在脉冲周期内全导通时的理想空载转速 n01=900r/min,如要电动机的理想空
18、载转速 n02=225r/min,问：此系统在一个脉冲周期内的导通时间（脉冲宽度）T1应是多少？10有一台三相鼠笼式异步电动机，其额定数据为：,min/1460,10rnkWPNN接法，试求：,380VUN88. 0,868. 0NNcoa5 . 6/, 5 . 1/NstNstIITT额定输入电功率 PIN；额定转差率 SN；额定电流 IN；输出的额定转矩 TN；采用 Y-换接启动时的启动电流和启动转矩。11电炉的电阻 R=18.5,为调节加热温度，用晶闸管组成单相半控桥式可控整注电路控制，接在电压r 的交流电源上，试求：tVusin22022绘出可控整流电路图；当控制角时，求加在电炉上的电
19、压平均值 Ud；30当控制角时，求通过电炉的电流平均值 Id。30绘出 u2、ud、id 、uvs的波形图。12有一台三相鼠笼式异步步电动机，其额定数据为：,min/1460,102rnkWPNN接法，试求：6,380VU 88. 0,868. 0NNcoa5 . 6/, 5 . 1/NstNstIITT 定子极对数 p;215005060600nfp 额定输入电功率 PIN；kWkWPPNN IN52.11868. 010 额定转差率 SN；027. 015001460150000nnnSN N 额定电流 IN；AAUPININ N2088. 0380352.11cos3 输出的额定转矩 T
20、N；mNmNnPTNN N4 .651460101055. 955. 93 采用 Y-换接启动时的启动电流和启动转矩。AAIIINst stY3 .433205 . 6 35 . 63mNmNTTTNst stY7 .3234 .655 . 1 35 . 13 当负载转矩为 30Nm 时，该电动机能否采用 Y-换接启动。因故能启动 。LstYTmNmNT307 .3213有一直流电动机脉宽调速系统（PWM-M） ，若外加电源电压 U（E）=220V，脉冲频率 f=4000Hz,在脉冲周期内全导通时的理想空载转速 n01=450r/min,如要电动机的理想空载转速 n02=45r/min,问：此系统在一脉冲周期内的导通时间（脉冲宽度）T1应是多少？